西工大新闻网10月6日电(王晨)高分子机械化学主要是研究大分子链在机械力作用下的物理化学变化过程,通常伴随着大分子链的断裂(机械诱导降解)。然而在生命活动中如肌肉训练,通常是反其道而行之,即在温和的机械力(用力过猛会肌肉拉伤)作用下将功能单元可控融合进而生长出肌肉组织。受此启发,科研工作者近年来提出了基于压电催化效应的机械诱导聚合体系,发展了在超声及球磨驱动下的可逆失活自由基聚合(RDRP)技术,虽然取得了一定的进展,但仍有一些关键问题亟需解决,发展更温和的方法实现机械RDRP便是其中之一,因为高能量的超声或者球磨容易引发诸如大分子链降解之类的副反应。
为了解决此问题,西北工业大学黄维院士团队王振华副教授基于前期的研究基础,联合李磊副教授与美国卡内基梅隆大学的Krzysztof Matyjaszewski院士,发表了基于接触电催化(contact-electro-catalysis)的摩擦化学调控的原子转移自由基聚合(tribo-ATRP),在超低频下(ca. 10 Hz)的搅拌下就可以触发ATRP,合成具有精准分子量、窄分布和高链端保留率的聚合物,为机械诱导聚合体系的研究与发展提供了新思路。相比之前基于压电催化或者超声化学的体系,tribo-ATRP的反应条件更加温和,不产生任何副反应。同时,作者仍然感觉需要进一步深入研究tribo-ATRP的内在机理,如定量表征能量传递、电子转移的过程及其影响因素,丰富基于接触电催化的高分子材料体系。
研究成果以“Tribochemically Controlled Atom Transfer Radical Polymerization Enabled by Contact Electrification”为题发表在化学领域国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上,在读博士研究生王晨为该论文的第一作者。
上述工作得到了国家自然科学基金、美国国家科学基金会、国家重点研发计划等经费的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202309440
(审核:王学文)